O objetivo principal desta dissertação é apresentar uma proposta de trabalho em um ambiente de Modelagem Matemática desenvolvida com turmas de quinta e sexta séries do Ensino Fundamental, em uma Escola da rede Municipal de Xangri-Lá, no Rio Grande do Sul. Para isso foi elaborado um roteiro, tendo como tema, a construção das paredes de um ginásio escolar. A metodologia de pesquisa foi o estudo de caso, de acordo com Fiorentini e Lorenzato (2006) e César (2005). O referencial teórico é baseado em Barbosa (2001a, 2001b, 2003b) e Skovsmose (2000). O trabalho foi desenvolvido no segundo caso, proposto por Barbosa (2001a), mas transitou entre os diferentes ambientes de aprendizagem de Skovsmose (2000). Os resultados apresentados pelos alunos, bem como o desempenho, a participação e o interesse, mostraram que o roteiro é válido e adequado para as turmas em questão. É importante reconhecer que o trabalho desenvolvido, em um ambiente de Modelagem Matemática, contribuiu para uma melhor compreensão dos conteúdos desenvolvidos. Como produto final, há o material elaborado e aplicado neste estudo, o qual pode ser utilizado por outros professores que busquem aplicar atividades semelhantes em suas aulas. / This dissertation’s main objective is to present a proposal of work in a mathematical modeling environment developed with students in fifth and sixth grades in an elementary public school in the Municipal network of Xangri-lá, Rio Grande do Sul. It was prepared , for this, a didactical sequence with the theme : the construction of the walls of a school gym. The research methodology was the case study according to Fiorentini and Lorenzato (2006) and César (2005). The theoretical reference is based on Barbosa (2001a, 2001b, 2003b) and Skovsmose (2000). The study was conducted in the second case, proposed by Barbosa (2001a), but moved in the Skovsmose’s different learning enviroments (2000). The results presented by the students, as well as the performance, participation and interest, showed that the sequence is valid and appropriate for the grades in question. It is important to recognize that the work in a mathematical modeling environment contributed to a better understanding of the contents. As a final product, there is the material made and applied in this study , which can be used by other teachers who seek to use similar activities in their classes.

A modelagem matemática da qualidade da água de rios constitui-se em uma ferramenta indispensável ao planejamento e à gestão dos recursos hídricos. No entanto, os modelos atuais disponíveis para a simulação da qualidade da água, como o QUAL2K, apresentam limitações estruturais e funcionais. Com o intuito de oferecer uma ferramenta que elimine essas deficiências, foi desenvolvido um modelo para a simulação da qualidade da água em rios em regime não-permanente, utilizando o software Vensim PLE, que também opera em regime permanente. O modelo desenvolvido simula dezoito variáveis da qualidade da água (oxigênio dissolvido, demanda bioquímica de oxigênio carbonácea, nitrogênio orgânico, nitrogênio amoniacal, nitrito, nitrato, fósforo orgânico e inorgânico, sólidos inorgânicos, fitoplâncton, zooplâncton, algas de fundo, detritos, coliformes totais, alcalinidade, carbono inorgânico total, pH e temperatura), bem como o metano e as formas de nitrogênio e fósforo presentes na camada aeróbia e anaeróbia do sedimento. Diversos cenários foram gerados para a realização de simulações computacionais utilizando o modelo desenvolvido neste estudo, o programa QUAL2E, o QUAL2K e quando possível, soluções analíticas. Os resultados das simulações obtidos com este modelo, em regime permanente, ajustaram-se bem aos modelos da família QUAL. As simulações em regime não-permanente também apresentaram bons resultados, visto que a solução numérica produzida pelo modelo seguiu a tendência geral da solução analítica. / The water-quality modeling is an indispensable tool for the water resource planning and management. However, the current available models for the simulation of water-quality, as the QUAL2K, present structural and functional limitations. With the purpose of offering a tool that facing those deficiencies, a model for time-variable simulation of the rivers water quality, using the software Vensim PLE® was developed. The model developed simulates eighteen water-quality variables (oxygen dissolved, carbonaceous BOD, organic nitrogen, ammonia, nitrite, nitrate, organic and inorganic phosphorus, inorganic solids, phytoplankton, zooplankton, bottom algae, coliforms, alkalinity, total inorganic carbon, pH and temperature),in addition to methane and the nitrogen and phosphorus forms existing in the aerobic and anaerobic layer of the sediment. Several scenarios were built to accomplish computational simulation using the model developed in this work, the program QUAL2E, the QUA2K, and when possible, analytical solutions. The results obtained, with this model, adjusted well to the results generated by the QUAL family models, at steady-state. The simulations at unsteady state presented good results since the numerical solutions followed the general tendency of the analytic solution.

Nesse trabalho, apresentamos nossas concepções sobre a construção de conceitos em ambiente de Modelagem Matemática, segundo Barbosa (2004). Nossa posição em relação ao ensino é que o professor não é o detentor de todo o saber e também pode aprender em sala de aula. Para defender essa posição utilizamos Paulo Freire. Ao saber trazido pelo estudante para a sala de aula, associamos a imagem do conceito definida por Tall e Vinner (1981). Essas imagens representam tudo o que pensamos em relação a determinado conceito, seja matemático ou não. Construímos com os estudantes de um Pré-Vestibular Popular um projeto de Modelagem Matemática em um ambiente investigativo, definido por Skovsmose (2000) de cenário para investigação. Neste, utilizamos o tema gerador: sustentabilidade. Os estudantes investigaram sobre o tema, com foco no consumo consciente da água. O projeto ficou dividido em dois momentos, no primeiro, captamos o conhecimento prévio dos estudantes sobre o tema, enquanto no segundo, desenvolvemos o projeto, com o objetivo de levar os estudantes a refletirem e tomarem consciência da importância do consumo consciente da água. Eles investigaram sobre o consumo excessivo de água da casa de uma das participantes do projeto e viram que com medidas simples podemos economizar a água do planeta, e mais, monetizar tal economia. Foi possível desenvolver e ampliar os conceitos de conversão de unidades de volume, razão e proporção, aproximações e erros, além do estudo com gráficos e tabelas. No final, apresentamos uma proposta de sequência didática que pode ser seguida ou alterada, conforme necessidade do professor. / In this work, we present our ideas about building concepts in mathematical modeling environment, according to Barbosa (2004). Our position in relation to teaching is that the teacher is not owner of all the knowledge and also can learn in the classroom. To defend this position we used Paulo Freire. The knowledge brought by the student to the classroom was associated to the concept image defined by Tall and Vinner (1981). These images represent everything we think about a concept, either mathematical or not. We built with students of a Popular Pre-University course, a mathematical modeling project in an investigative environment, defined by Skovsmose (2000) scenario for investigation. In this, we use the generator theme: sustainability. The students made an investigation on the topic, focusing on conscious consumption of water. The project was divided into two stages, in the first, we got the prior knowledge of students on the subject, while in the second, we develop the project, with the goal of bringing students to reflect and become aware of the importance of conscientious consumption of water. The students made an investigation on excessive water consumption of the house of one of the project participants and they saw that with simple measures is possible save the planet's water, and more, monetize such an economy. It was possible to develop and expand the conversion concepts of volume units, ratio and proportion, approximations and errors, and the study of graphs and tables. In the end, we propose a didactic sequence that can be followed or amended as teacher needs.

Muitas pesquisas estão sendo realizadas na área de ensino de Matemática que apontam a necessidade e os benefícios educacionais no estudo e no ensino de conceitos estatísticos. Neste contexto, este trabalho traz a proposta e a análise de uma atividade para estudantes do Ensino Fundamental. O principal objetivo deste trabalho foi planejar e aplicar uma sequência didática, envolvendo o uso do programa R-Commander, que, supostamente, estimule os alunos no interesse e compreensão dos conceitos estatísticos. Em termos metodológicos, a pesquisa empregada se classifica como estudo de caso, realizada em uma escola estadual de Porto Alegre (RS) com uma turma do nono ano do Ensino Fundamental. Esta proposta se enquadra no cenário de investigação descrito por Skovsmose (2001) e nos moldes da Modelagem Matemática. Nos aspectos teóricos, a análise dos dados coletados foi baseada nas três competências consideradas necessárias no ensino de Estatística: Literácia, Pensamento e Raciocínio Estatístico. A partir dos resultados obtidos, foi possível observar que a Modelagem Matemática aliada ao uso do R-Commander foi uma combinação favorável para uma boa abordagem do ensino de Estatística. / Many researches are being conducted in the area of teaching mathematics that point to the need and the educational gains in the study and teaching of statistical concepts. In this context, this work proposes and analyses activity for elementary school students. The main objective of this work was to plan and implement an instructional sequence, involving the use of R-Commander program that would stimulate students interest and understanding of statistical concepts. In methodological terms, the applied research is classified as a case study conducted at a state school in Porto Alegre (RS) with a class of ninth year of elementary school. This proposal fits in the research scenario described by Skovsmose (2001) and in a manner of modeling Mathematics. The data analysis was based on the principles of Statistics Education. From the results obtained, it may be noted that the mathematical modeling combined with the use of R-Commander was a favorable combination for a good approach to teaching Statistics.

No presente trabalho, foi desenvolvida uma situação de aprendizagem envolvendo a Modelagem Matemática aplicada a uma atividade experimental, a partir de dados coletados relacionados a sensores de temperatura em uma escola técnica. Esta atividade possui uma abordagem interdisciplinar numa perspectiva teórico-prática, a qual envolve conteúdos de Eletricidade, Física e Matemática, através de uma organização curricular flexível, caracterizando a ruptura do currículo linear que se percebe na escola tradicional. Nesta atividade de modelagem, têm-se como objetivos específicos oferecer condições para que os alunos percebam a importância da coleta e do tratamento de dados e, com isso, passem a identificar a simbologia utilizada no estudo dos circuitos eletrônicos. Que também compreendam e utilizem as principais leis da eletricidade na análise da atividade e na resolução de problemas e empreguem os conhecimentos de Matemática para descrever e interpretar os resultados da atividade. O referencial teórico baseia-se na Modelagem Matemática de Barbosa, Burak e Biembengut & Hein e na proposta de Cenários para Investigação de Skovsmose. Além dos objetivos específicos, há a intenção de criar um ambiente de discussão que favoreça e incentive a participação dos alunos na construção do conhecimento. / In this paper, we develop a learning situation involving mathematical modeling applied to an activity from collected experimental data involving temperature sensors in a technical school. This activity has an interdisciplinary approach in a theoretical - practice perspective engaging contents of Electricity, Physics and Mathematics through a flexible curriculum, featuring the disruption of linear curriculum that is perceived in the traditional school. In this modeling activity we have specific objectives, provide conditions so that students understand the importance of collecting and processing data and thereby identify the symbology used in the study of electronic circuits, understand and use the major laws of electricity in activity analysis and problem solving and also employ the knowledge of mathematics to describe and interpret the results of the activity. The theoretical framework is based on mathematical modeling by Barbosa, and Burak Biembengut & Hein and the proposed Scenarios for Research by Skovsmose. In addition to the specific objectives, we intend to create an environment that encourages discussion and student participation in the construction of knowledge.

Made available in DSpace on 2018-06-27T18:56:12Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Michelli Barcelos Antonow.pdf: 1219532 bytes, checksum: 2f35dd466f8e7f2d095d5ecec218a29f (MD5) Michelli Barcelos Antonow.pdf.jpg: 3753 bytes, checksum: cffc838be05a8649fb2ed663cb00e2f6 (MD5) Previous issue date: 2012-03-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Desonide is a topical corticosteroid that has been used for more than 30 years, however, its prolonged use can induce several side effects, affecting dermis and epidermis. The use of nanocarriers, such as polymeric nanocapsules, allows controlled drug release and a physico-chemical study is necessary for the better understanding of these systems. In this context, the aim of this study was to develop and characterize nanocapsule suspensions (NC) containing desonide, proposing controlled drug release and elucidation of the drug release mechanism using different polymers: poly-E- caprolactona (NC PCL), Eudragit® L100 (NC L100) and Eudragit® S100 (NC S100). The suspensions were characterized in terms of pH, particle average size, polydispersity index, zeta potential and drug content. NC presented acid pH, diameter particle lower than 240 nm, polydispersity index lower than 0.2, zeta potential ranging from -21.7 to - 26.7 mV and encapsulation efficiency greater than 91% for all formulations. For the drug release studies, dialysis technique (using dialysis bags), dissolution using Franz cells and conventional dissolution were performed with the purpose of comparing the results and understanding the release mechanism. For the mathematical modeling, the monoexponential, biexponential and Korsmeyer-Peppas equations were applied. The encapsulation of desonide in NC modified the release parameters comparing to the pure drug and the NC prepared with different polymers presented different behaviors, depending on the dissolution method. The adjustment to Korsmeyer-Peppas model indicated that the release of NC desonide from the experiment using Franz cell occurred in all formulations by diffusion, however, and in the experiment with dialysis bags release was classified as anomalous transport. However, as there was a decrease in particle size during the experiment for the release for NC S100 and NC L100 indicating the erosion process and for NC PCL the size remained constant indicating the presence of only diffusion.In this way, the Korsmeyer Peppas equation was not adequate for the determination of the release mechanism from NC. / A desonida é um corticóide tópico que tem sido utilizado há mais de 30 anos, mas seu uso prolongado pode induzir diversos efeitos adversos na derme e epiderme. A utilização de nanocarreadores como as nanocápsulas poliméricas possibilitam uma liberação controlada de fármacos, sendo necessário, dessa maneira, um estudo físicoquímico para maior entendimento destes sistemas. Neste contexto, a realização do presente trabalho justifica-se através do estudo de formulação contendo suspensão de nanocápsulas (NC) de desonida, a partir de NC preparadas com diferentes polímeros: poli- E -caprolactona (NC PCL) e dois derivados do ácido metacrílico, Eudragit® L100 (NC L100) e Eudragit® S100 (NC S100). As suspensões foram caracterizadas através da determinação do pH, diâmetro de partícula, índice de polidispersão, potencial zeta, taxa de associação e doseamento do fármaco. As NC apresentaram pH ácido, diâmetro de partícula menor que 240 nm, índice de polidispersão menor que 0,2, potencial zeta negativo entre -21,7 e -26,7 mV e eficiência de encapsulaçãosuperior a 91% para todas as suspensões. Para o estudo dos perfis de liberação, foram empregadas as técnicas com utilização de sacos de diálise, célula de Franz e dissolução com o objetivo de comparar os resultados obtidos. Para a modelagem matemática, foram utilizadas as equações do tipo monoexponencial, biexponencial e de Korsmeyer-Peppas. A associação da desonida às NC modificou os parâmetros de liberação em relação à concentração total de ativo liberado, sendo o método utilizado no estudo determinante no resultado final, acarretando alterações nos ajustes dos modelos matemáticos do tipo monoexponencial e biexponencial. O ajuste ao modelo de Korsmeyer-Peppas indicou que a liberação da desonida das NC a partir do experimento utilizando célula de Franz ocorreu por difusão com todas as formulações e no experimento com sacos de diálise a liberação foi classificada como transporte anômalo. Contudo, comohouve diminuição no tamanho de partícula ao longo do experimento de liberação para as NC S100 e NC L100 indicando processo de erosão e para as NC PCL o tamanho manteve-se constante indicando a presença apenas de difusão. Nesse caso, a equação de Korsmeyer-Peppas não foi adequada para a determinação do mecanismo de libração das NC.

Submitted by MARCIA ROVADOSCHI (marciar@unifra.br) on 2018-08-13T20:11:35Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_KátiaLucianeSouzaDaRocha.pdf: 2268942 bytes, checksum: 3d49b0686f1f174b1e0f5de961714ee4 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-13T20:11:35Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_KátiaLucianeSouzaDaRocha.pdf: 2268942 bytes, checksum: 3d49b0686f1f174b1e0f5de961714ee4 (MD5) Previous issue date: 2009-12-10 / This dissertation presents results from a research carried through with a group of students of eighth grade of Basic Education of a public school of the city of São Gabriel, RS. In this study it was considered to analyze the contributions of the Mathematical Modeling for the study of functions, while the subject explored: was “Plantation of Eucaliptos”. The research was of qualitative type, and the collection of data was done by the researcher teacher, by means of the daily notations in its daily one of field and of the analysis of the activities developed for the pupils of the group. The data searched for students that had been considered, to construct mathematical models which portraied some aspects of the subject. The analysis of the questionings, as well as the validation of the models was done in groups of four pupils with accompaniment of researcher and was based on the stages of the Mathematical Modeling suggested by Bassanezi (2002). For better agreement of the graphical behavior of studied function, it was used Excel program. From the analyses of the obtained results, it was possible to notice positive changes in the behavior of the pupils in classroom. They had become more participative and discuss the quarrels that appeared in each lesson. One perceived that, the use of the Modeling, propitiated greater motivation for the mathematical contents that were being discuss, beyond a significant improvement in the performance. It is inferred that the boarding of the subject made it possible the quarrel of referring questions to the environment and improve the development of the critical capacity to perceive the importance of the ambient question for the society where they live. / Esta dissertação apresenta resultados de uma pesquisa realizada com os alunos de uma turma de oitava série do Ensino Fundamental de uma escola pública da cidade de São Gabriel, RS, na qual propôs-se analisar as contribuições da Modelagem Matemática para o estudo de funções, enquanto se explorava o tema: “Plantio de Eucaliptos”. A pesquisa foi do tipo qualitativo, e, a coleta de dados foi feita pela professora pesquisadora, por meio das anotações diárias em seu diário de campo e da análise das atividades desenvolvidas pelos alunos da turma. Foram considerados os dados pesquisados pelos alunos, para construir modelos matemáticos que retratassem alguns aspectos do tema abordado. A análise das respostas aos questionamentos, bem como a validação dos modelos foi feita em grupos de quatro alunos com o acompanhamento da professora e baseou-se nas etapas da Modelagem Matemática sugeridas por Bassanezi (2002). Para um melhor entendimento do comportamento gráfico da função estudada, usou-se a planilha Excel. A partir das análises dos resultados obtidos, foi possível notar mudanças positivas em relação ao comportamento dos alunos em sala de aula. Eles tornaram-se mais participativos e dispostos às discussões que surgiam em cada aula. Percebeu-se que, o uso da Modelagem, propiciou maior motivação pelos conteúdos matemáticos que estavam sendo abordados, além de uma melhora significativa no desempenho. Inferiu-se, também, que a abordagem do tema possibilitou a discussão de questões referentes ao meio ambiente e oportunizou o desenvolvimento da capacidade crítica de perceber a importância da questão ambiental para a sociedade onde vivem.

Orientadores: Sergio Persio Ravagnani, Leonardo Eloy Rodrigues Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-17T01:47:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lavezo_AnaElisa_D.pdf: 10031381 bytes, checksum: 5d46fb2aaf2bf9fa2ed1cba5274b3f99 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Atualmente os fabricantes de resinas odontológicas visam obter uma resina que possa associar maior durabilidade, com uma efetiva ligação dentina-resina. As resinas dentárias podem absorver água e produtos químicos do ambiente, além de liberar componentes para os ambientes circunvizinhos. A intrusão de água no material dentário pode ocasionar deterioração das propriedades físico-mecânicas, diminuindo assim a vida da resina. Assim ambas, a sorção e a solubilidade de meio podem resultar em efeitos danosos na estrutura e na função de polímero. Os objetivos deste trabalho são a avaliação da sorção e da solubilidade de meio em µg/mm3 em duas resinas comerciais de composições diferentes, em função do tempo de imersão, diâmetro do corpo de prova (6,00 e 15,00 mm) e meios de imersão (água destilada e etanol), por um período de até 60 dias. Com os resultados de variação de massa obtiveram-se as curvas de sorção e solubilidade para cada condição analisada. A partir dos resultados obtidos, foram feitas análises da modificação das superfícies dos corpos de prova, por meio de MEV; bem como de análises térmicas, análise diferencial gravimétrica, análise diferencial gravimétrica e calorimetria exploratória diferencial, para verificação do comportamento dos corpos de prova após vários tempos de imersão com aumento de temperatura. Análises de cromatografia líquida de alta eficiência, dos meios de imersão de cada tipo de corpo de prova da resina Filtek Supreme foram realizadas para verificar quanto e quais dos monômeros não reagidos migraram para o meio de imersão. A partir das variações de massa obtidas correlações foram propostas com as variáveis utilizadas na tese, para tentar reproduzir os dados experimentais. Fez-se também, a partir das variações de massa, uma modelagem matemática para obtenção dos coeficientes de difusão de cada resina, para as várias condições estudadas. Conclui-se que ocorreu sorção de água ou etanol nas amostras analisadas; a alteração da superfície das amostras em contato com o etanol foi visivelmente maior. Além disso, ocorrendo também, como esperado, uma perda de massa com o aumento da temperatura. Houve migração de monômeros não reagidos das amostras para o meio. As correlações propostas reproduziram adequadamente os dados experimentais e, em adição, através da modelagem matemática obtiveram-se valores dos coeficientes de difusão que variaram entre 3,65 10-10 a 42,68 10-10 cm2 s-1, dependendo da resina, do meio de imersão e do diâmetro do corpo de prova que estão coerentes com os encontrados com a literatura / Abstract: Currently, manufacturers of dental resins aim to obtain a resin which can involve greater durability, with an effective dentin-resin bond. The dental resin can absorb water and chemicals from the environment, and release components for the surrounding environments. The intrusion of water in dental materials can cause deterioration of physical and mechanical properties, thus decreasing the life of the resin. Thus, both sorption and solubility leads to a variety of chemical and physical processes that can result in harmful effects in the structure and function of polymer. This study is refers to the verification of sorption and solubility µg/mm3 of two commercial resins of different compositions, as a function of immersion time, the specimen diameter and immersion environment for a period of 60 days. With the results of mass variation curves were obtained curves for sorption and solubility for each condition analyzed, whose values found for these two parameters were consistent with the limit of ISO 4049/2002. From the results obtained, analysis of the specimens by SEM were performed to follow the surface modification, in addition to thermal analysis, TGA, DTG and DSC to verify the behavior of the specimens after several immersion times with increasing temperature. HPLC analysis of immersion media of Filtek Supreme resin were done after dipping ever sample of it to check the amount and which of the unreacted monomers migrated during immersion. From the variations of mass obtained, were made correlations in order to reproduce the experimental data by equations with the variables used in this thesis; it was also made, from the variations of mass, a mathematical model for the diffusion coefficients of each resin and changing their experimental conditions. It is concluded that there was sorption of water or alcohol in the specimen and that the surface damage of the samples in ethanol was more evident compared to the water. There was also a mass loss with increasing temperature and migration of unreacted monomers specimen for the environment. With the correlation, we were able to get the equations that reproduce the experimental data and, with the aid of the mathematical modeling we found values of the diffusion coefficients ranging from 33,65 10-10 a 42,68 10-10 cm2 s-1, depending on the resin, the immersion medium and the diameter of the specimen. The values found are consistent with the literature / Doutorado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Rubens Maciel Filho, Daniel Ibraim Pires Atala / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-17T00:26:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lunelli_BetaniaHoss_D.pdf: 4567477 bytes, checksum: 2e08cdaf01f91fc7258837d292028f9b (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: O contínuo desenvolvimento de processos fermentativos de baixo custo e altamente eficientes para produção de ácidos orgânicos cria novas oportunidades para produção de produtos químicos a partir de matéria-prima renovável. A combinação do baixo custo de produção de ácido láctico a partir da fermentação da cana-de-açúcar, redução da dependência do petróleo e o uso de biocatalisadores, tornam o processo de produção de acrilatos e lactatos atrativo do ponto de vista ambiental e também econômico, dependendo do processo. Novas aplicações de ácido láctico, principalmente, na produção de polímeros biodegradáveis e bioabsorvíveis (poli-ácido láctico) e solventes verdes (lactato de etila) vêm despertando interesse e tem potencial para expandir o mercado, desde que processos economicamente viáveis e eficientemente competitivos sejam desenvolvidos. Este trabalho teve como objetivo a produção de ácido láctico via processo fermentativo, seguindo com sua esterificação com etanol para obtenção de lactato de etila e posterior desidratação de lactato de etila para síntese de acrilato de etila. A fim de determinar condições ideais de processo, considerando uso de matéria-prima renovável e de baixo custo, inicialmente foi selecionada uma bactéria láctica adaptada a ambiente industrial, capaz de assimilar sacarose para produção de ácido láctico. Foram desenvolvidos planejamentos experimentais para determinação das melhores condições operacionais e também, determinada a cinética do processo de fermentação láctica, que foi usada na modelagem do processo. O ácido láctico produzido foi esterificado com etanol a partir de um processo de destilação reativa para obtenção de lactato de etila. Para finalizar o trabalho, foram avaliados caminhos alternativos para desidratação de lactato de etila para síntese de acrilato de etila / Abstract: The continuous development of fermentative processes of low cost and highly efficient to organic acids production to create new opportunities for chemical production from renewable raw materials. The combination of the low cost of lactic acid production from sugarcane fermentation, reduction oil dependence and biocatalysts use, make the production of acrylates and lactates attractive of the viewpoint environmental and also economic, depending on the process. New application of lactic acid, mainly in the production of biodegradable polymer (polylactic acid) and green solvents (ethyl lactate) have attracted interest and has potential to expand the market since economically viable and competitive effectively processes are developed. The aim of this study was the lactic acid production by fermentation, following with its esterification with ethanol to obtain ethyl lactate and subsequent dehydration to the ethyl acrylate synthesis. In order to determine the process ideal conditions, considering the use of renewable raw materials and low cost, initially was selected a lactic acid bacteria adapted to an industrial environment, able to ferment sucrose to lactic acid production. Were developed experimental design for determining the best operating conditions and to determine the kinetics of lactic fermentation which was used in the fermentative process modeling. Lactic acid produced was esterified with etanol from a reactive distillation process for obtaining ethyl lactate. To conclude the work, were evaluated alternative pathways for ethyl lactate dehydration to the ethyl acrylate synthesis / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química

Orientadores: Liliane Maria Ferrareso Lona, Fabiano Andre Narciso Fernandes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-04T22:27:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Caliani_Erico_M.pdf: 3596574 bytes, checksum: a9511fe1d45043201751c5b2a63b67fd (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: : A polimerização a alta pressão em reator autoclave é uma das tecnologias empregadas na produção de polietileno de baixa densidade (PEBD) empregam altas temperaturas, que podem variar de 150 a '300 GRAUS¿C, e altas pressões, até 3000 atm. Neste trabalho de mestrado foi desenvolvido um modelo matemático dinâmico para um reator de polimerização do tipo autoclave que opera em uma planta industrial no pólo petroquímico de Camaçari ¿ BA. O reator é dotado de múltiplos pontos de alimentação de monômero e de iniciador e possui um potente agitador, o que provoca uma natureza recirculante dentro do reator. De forma a considerar a mistura imperfeita, o reator é dividido em diversas seções. Cada seção é idealizada por um modelo de escoamento composto por um segmento de mistura perfeita, CSTR, e um segmento de mistura imperfeita, PFR. O segmento CSTR considera os pontos próximos das alimentações, enquanto que o PFR considera o resto da seção. Balanços de massa e de energia são realizados para cada segmento do reator. O método dos momentos foi utilizado para a caracterização das propriedades médias do polímero formado. Controladores do tipo PID foram implementados para controlar a temperatura e manter o reator em um ponto instável de operação. O conjunto de equações diferenciais e algébricas para cada segmento foi resolvido simultaneamente. Os resultados da simulação do modelo foram comparados com dados industriais e bons resultados foram obtidos / Abstract: High-pressure polymerization in autoclave reactors is one of the most currently technologies used for production of polyolefins, particularly polyethylene. Pressures until 3000 atm and temperatures covering the range from 150 to '300 DEGREES¿C are usually employed in this system. In the present work high-pressure ethylene polymerization process to produce low-density polyethylene (LDPE) have been considered. In this work was developed a dynamic mathematical model for an autoclave polymerization reactor that operates in an industry in Brazil. The reactor comprises multiple feed points of monomer, initiator and a powerful agitator, which cause a recirculating nature inside the reactor. In order to consider the imperfect mixing, the reactor is divided into several sections (reaction zones). Each sections is idealized as composed by segments: one CSTR and one PFR segment accounts for the imperfect mixing region. Mass and energy balance are given for each segment of the reactor. The method of moments was used to characterize the average properties of the polymer produced. PID control was used to maintain operation on an unstable steady state point. The set of differential and algebraic equations (for all segments) was solved simultaneously. The results were compared with industrial data and good agreement was obtained. / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química